塔吊桩基计算

四桩基础计算书一、塔吊的基本参数信息塔吊型号：QTZ80，塔吊起升高度H：63.000m，塔身宽度B：1.6m，基础埋深D：1.800m，自重F1：520.98kN，基础承台厚度Hc：1.80m，最大起重荷载F2：60kN，基础承台宽度Bc：5.00m，桩钢筋级别:HPB235，桩直径或者方桩边长：0.400m，桩间距a：2.5m，承台箍筋间距S：200.000mm，承台混凝土的保护层厚度：50mm，空心桩的空心直径：0.40m，空心桩的长度：9m。基础混凝土型号：C30二、塔吊基础承台顶面的竖向力和弯矩计算塔吊自重（包括压重）F1=520.98kN；塔吊最大起重荷载F2=60.00kN；作用于桩基承台顶面的竖向力设计值Fk=1.2（F1+F2）=697.176kN；塔吊基础产生的倾覆力矩计算:Mkmax＝1552kN·m；三、承台弯矩及单桩桩顶竖向力的计算1.桩顶竖向力的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.1.1条，在实际情况中x、y轴是随机变化的，所以取最不利情况计算。Nik=(Fk+Gk)/n±Mykxi/∑xj2±Mxkyi/∑yj2；其中n──单桩个数，n=4；Fk──作用于桩基承台顶面的竖向力设计值值，Fk=697.176kN；Gk──桩基承台的自重设计值：Gk=1.2×（25×Bc×Bc×Hc）=1.2×（25×5.00×5.00×1.80）=1350kN；Mxk,Myk──承台底面的弯矩标准值，取1552kN·m；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离a/2½=1.78mNik──单桩桩顶竖向力标准值；经计算得到单桩桩顶竖向力标准值最大压力：Nkmax=(697.176+1350)/4+1552×1.78/（2×1.78²）=947.75KN最小压力：Nkmin=(697.176+1350)/4-1552×1.78/(2×1.78²)=75.84KN0所以塔吊不会倾覆。2.承台弯矩的计算依据《建筑桩技术规范》（JGJ94-2008）的第5.9.2条。Mx=∑NiyiMy=∑Nixi其中Mx,My──计算截面处XY方向的弯矩设计值；xi,yi──单桩相对承台中心轴的XY方向距离取a/2-B/2=0.45m；Ni1──扣除承台自重的单桩桩顶竖向力设计值，Ni1=1.2×(Nkmax-Gk/4)=732.3kN；经过计算得到弯矩设计值：Mx=My=2×732.3×0.45=659.07kN·m。四、承台截面主筋的计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.2条受弯构件承载力计算。αs=M/(α1fcbh02)ζ=1-(1-2αs)1/2γs=1-ζ/2As=M/(γsh0fy)式中，αl──系数，当混凝土强度不超过C50时，α1取为1.0,当混凝土强度等级为C80时，α1取为0.94,期间按线性内插法得1.00；fc──混凝土抗压强度设计值查表得14.30N/mm2；ho──承台的计算高度：Hc-50.00=1750.00mm；fy──钢筋受拉强度设计值，fy=300.00N/mm2；经过计算得：αs=659.07×106/(1.00×14.30×5000.00×17502)=0.003；ξ=1-(1-2×0.003)0.5=0.003；γs=1-0.003/2=0.9985；Asx=Asy=659.07×106/(0.9985×1750.00×300.00)=1257.26mm2。由于最小配筋率为0.15%,所以构造最小配筋面积为:5000.00×1800.00×0.15%=13500mm2。建议配筋值：HPB33525@170。承台底面单向根数28根。实际配筋值13737.64mm2。五、承台截面抗剪切计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.9.9条，承台斜截面受剪承载力满足下面公式：V≤βhsαftb0h0其中，b0──承台计算截面处的计算宽度，b0=5000mm；λ──计算截面的剪跨比，λ=ax/h0，此处，a=0.95m；当λ0.25时，取λ=0.25；当λ3时,取λ=3，得λ=0.25；βhs──受剪切承载力截面高度影响系数，当h0＜800mm时，取h0=800mm，h0＞2000mm时，取h0=2000mm，其间按线性内插法计算：βhs=(800/1750)1/4=0.822；α──承台剪切系数，α=1.75/(0.25+1)=1.4；0.822×1.4×1.43×5000×1750=14399.39kN≥1.2×947.75=1137.3kN；经过计算承台已满足抗剪要求，只需构造配箍筋！六、桩竖向极限承载力验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.2.1条：桩的轴向压力设计值中最大值Nk=2249.55kN；单桩竖向极限承载力标准值公式：Quk=u∑qsikli+qpk(Aj+λpAp1)u──桩身的周长，u=πd=1.256m；qpk──极限端阻力标准值，按规范里表5.3.5-2取值；Aj──空心桩桩端净面积,Aj=0m2；λp──桩端土塞效应系数，λp=0.8；Ap1──空心桩敞口面积，Ap1=(πd²)/4=0.1256m2；各土层厚度及阻力标准值如下表:序号土厚度(m)土侧阻力标准值(kPa)土端阻力标准值(kPa)抗拔系数土名称16.10020.000000.000.70粗砂27.90050.003000.000.80碎石314.5045.003500.000.80强风化花岗岩由于桩的入土深度为9.00m,所以桩端是在第3层土层。单桩竖向承载力验算:Quk=1.256×1169.5+3500×(0+0.8×0.1256)=1820.57kN；单桩竖向承载力特征值：R=Quk/2+ηcfakAc=1820.57/2+0.65×350×20.25=5517.16kN；ηc──承台效应系数；Ac──桩基所对应的承台底净面积；fak──各层土地基承载力特征值按厚度的加权平均值；Nk=947.75kN≤1.2R=1.2×5517.16=6620.59kN；桩基竖向承载力满足要求！七、桩基础抗拔验算桩承载力计算依据《建筑桩技术规范》(JGJ94-2008)的第5.4.5条。群桩呈非整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tuk=Σλiqsikuili其中：Tuk──桩基抗拔极限承载力标准值；ui──破坏表面周长，取ui=πd=3.142×0.4=1.257m；qsik──桩侧表面第i层土的抗压极限侧阻力标准值，按规范表5.3.5-1；λi──抗拔系数，砂土取0.50～0.70，粘性土、粉土取0.70～0.80，桩长l与桩径d之比小于20时，λ取小值；li──第i层土层的厚度。经过计算得到：Tuk=Σλiqsikuili=1160.71kN；群桩呈整体破坏时，桩基的抗拔极限承载力标准值：Tgk=（ulΣλiqsikli）/4=290.18kNul──桩群外围周长，ul=4×（2.5+0.4)=11.6m；桩基抗拔承载力公式：Nk≤Tgk/2+GgpNk≤Tuk/2+Gp其中Nk-桩基上拔力设计值，Nk=75.84kN；Ggp-群桩基础所包围体积的桩土总自重设计值除以总桩数，Ggp=326.79kN；Gp-基桩自重设计值，Gp=1.256×9×25=282.6kN；Tgk/2+Ggp=290.18/2+326.79=471.88kN75.84kN；Tuk/2+Gp=1160.71/2+282.6=862.956kN75.84kN；桩抗拔满足要求。八、桩配筋计算1、桩构造配筋计算As=πd2/4×0.65%=3.14×4002/4×0.65%=3265.6mm2；2、桩纵向钢筋计算按最小配筋率0.15﹪计算；As=400×400×3.14×0.0015=756.6mm建议配HRB335钢筋6φ14，配筋值为923.16mm。3、桩受拉钢筋计算依据《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)第7.4条正截面受拉承载力计算。N≤fyAs式中：N──轴向拉力设计值，N=75840N；fy──钢筋强度抗压强度设计值，fy=300.00N/mm2；As──纵向普通钢筋的全部截面积。As=N/fy=75840/300.00=252.8mm2建议配筋值：HRB335钢筋，312。实际配筋值339.12mm2。依据《建筑桩基设计规范》(JGJ94-2008)，箍筋采用螺旋式，直径不应小于6mm，间距宜为200~300mm；受水平荷载较大的桩基、承受水平地震作用的桩基以及考虑主筋作用计算桩身受压承载力时，桩顶以下5d范围内箍筋应加密；间距不应大于100mm；当桩身位于液化土层范围内时箍筋应加密；当考虑箍筋受力作用时，箍筋配置应符合现行国家标准《混凝土结构设计规范》GB50010的有关规定；当钢筋笼长度超过4m时，应每隔2m设一道直径不小于12mm的焊接加劲箍筋。